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从蚂蚁微生物群中分离出杀灭抗药真菌的化合物

2019-04-06 10:05:21 • 来源：

发表的抗菌和抗真菌的抗性描述了细菌和其他病原体抵抗它们曾经敏感的药物的作用的能力，是世界范围内的主要公共卫生问题。最近在Nature Communications杂志上一项研究表明，这种解决方案可能来自微小的昆虫体，或者更确切地说，来自它们所携带的微生物群。

从蚂蚁微生物群中分离出杀灭抗药真菌的化合物

巴西和美国研究人员首次提出这一创新假设，作为2014年开始的一项合作项目的一部分，得到了FAPESP和美国国立卫生研究院(NIH)的支持。

我们的想法是分离与Atta属切叶蚂蚁共生的细菌，并寻找具有产生新药物潜力的天然化合物。通过实施这一战略，由圣保罗大学RibeirãoPreto药学院(FCFRP-USP)药物化学教授Monica Tallarico Pupo和哈佛医学生物化学与分子药理学教授Jon Clardy领导的研究小组美国的学校发现了细胞霉素，当在体外和体内进行测试时，它被证明能够杀死引起人类疾病的真菌，并且对目前可用的药物具有抗性。

“这是一个令人兴奋的发现，因为它证实了我们的假设，即昆虫微生物群是分离具有抗菌和抗真菌活性的化合物的有希望的来源。当然，要知道细胞霉素是否会成为药物还为时尚早，但我们已经做了申请专利取得了足够的进展，“Pupo告诉AgênciaFAPESP。

她补充说，许多抗生素来自土壤中细菌产生的化合物。大多数这些细菌属于链霉菌属。研究人员决定在昆虫体内研究同一组丝状细菌。他们的假设是，如果细菌帮助昆虫抵御病原体，它们可能在人类中扮演同样的角色。

“在第一批抗生素被发现和生产时，土壤被彻底探索，”Pupo说。“我们希望找到一个新的生态位。我们开始确认进化压力是否使昆虫寄生的细菌对病原体更有效。”

广泛的样本

标本由来自美国，哥斯达黎加和巴拿马的合作者收集。除了切割Attini部落的蚂蚁外，还包括蝴蝶，黄蜂，蜜蜂和飞蛾，共计1400只昆虫。

“在巴西，Cerrado [巴西热带稀树草原]，大西洋雨林和亚马逊生物群落中收集了300多个蚁群。在圣保罗大学RibeirãoPreto校园收集的Cyphomyrmex属的一个标本中分离出Cyphomycin，”Pupo说。

在收集昆虫之后，在实体中分离，纯化在其体内发现的细菌，并在体外测试针对人类中作为病原体的微生物。被证明对这些病原体最有效的物种被选择用于代谢组学分析 - 表征它们产生的代谢物并鉴定其中最活跃的代谢物 - 并用于系统发育研究，其中基因测序表明昆虫相关细菌的相似程度。生活在土壤中的链霉菌菌株。

“我们将化学计量学和液相色谱结合质谱联用来分析昆虫微生物群产生的化合物。目的是鉴定产生独特化学作用的链霉菌菌株 - 换句话说，找到与土壤合成的化合物完全不同的化合物。通过这种方式，我们增加了寻找真正创新分子的可能性，“Pupo解释道。

通过这些严格的方法显示最有效的化合物在体外和小鼠中再次针对对临床实践中使用的药物具有抗性的病原体进行测试。

根据Pupo的说法，细胞霉素对细菌没有效果，但证明能够抵抗烟曲霉(Aspergillus fumigatus)的感染，烟曲霉是医院获得性感染中最常见的真菌，也是曲霉菌病的原因，曲霉病即使在抗真菌药物后也可导致高达85%的死亡率。治疗。

当施用于实验室动物时，细胞霉素还可以抵抗光滑念珠菌(Candida glabrata)和C.anuris(一种导致人类念珠菌病的真菌)的感染，并且对现有药物具有抗性。

“在我们的项目中，Cyphomycin不是第一种具有抗菌作用的化合物，但没有其他化合物显示出这种活性水平，”Pupo说。

开发细菌化合物化学特征的研究部分是在Humberto Enrique Ortega Dominguez的博士研究期间进行的，其中FAPESP的支持和Pupo对FCFRP-USP的监督。在美国威斯康星大学麦迪逊分校的博士后研究实习期间，在Tim Bugni的监督和FAPESP的奖学金下，Dominguez专注于代谢组学研究和分离的cyphomycin，在他返回巴西后完成结构测定。小鼠的试验由大卫安德斯及其在威斯康星大学麦迪逊分校的小组进行。

Weilan GomesdaPaixãoMelo是博士后研究员，获得了FAPESP的奖学金，参与了昆虫采集和微生物群的分离和鉴定。她还在威斯康星大学麦迪逊分校Cameron Currie实验室的研究实习期间进行了系统发育研究。

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